Aunque los científicos conocían algunas propiedades de este tipo de materiales desde 1945[citación requerida], las primeras aplicaciones prácticas no comenzaron a desarrollarse hasta 30 años más tarde. En los laboratorios de la marina de los EE. UU. William Beuhler descubrió una aleación de níquel (Ni) y titanio (Ti) que presentaba estas propiedades, en un programa de investigación encaminado a la obtención de una aleación con alta resistencia a la corrosión. El equipo de investigadores que lo descubrió bautizó el nuevo material con el nombre de NiTiNOL (acrónimo de Ni-Ti-Naval Ordnance Laboratory). Se trata de una aleación de níquel y titanio en proporciones casi equimolares y que tiene propiedades de memoria de forma espectaculares. La memoria de forma se manifiesta cuando, después de una deformación plástica, el material recupera su forma tras un calentamiento suave. El nombre de este material se ha convertido en sinónimo de este tipo de aleaciones, al igual que el teflón lo es del politetrafluoroetileno.
Las aleaciones con memoria de forma deben sus propiedades a una transición de fase entre una estructura de tipo austenita y una de tipo martensita. Las transiciones de fase en los sólidos pueden producirse por dos mecanismos muy diferentes. El más común consiste en el desplazamiento de átomos de sus posiciones de equilibrio, mediante un proceso conocido como difusión, para adoptar una nueva estructura más estable en las condiciones de presión y temperatura a las que se encuentra el material. Este tipo de transiciones se produce generalmente de una forma lenta.
Las aleaciones con memoria de forma sufren también una transición de fase que se produce mediante un movimiento cooperativo de un gran número de átomos, los cuales sufren desplazamientos muy pequeños de sus posiciones de equilibrio. Puesto que no existe difusión de átomos esta transformación es muy rápida (puede alcanzar la velocidad del sonido). Este tipo de transformación recibe el nombre martensíticas, debido a que se describieron en primer lugar para la transformación del acero entre sus fases austenita (dúctil y maleable) y martensita (frágil y dura).
La martensita (de baja temperatura) es una fase menos simétrica que la austenita (cúbica de cara centrada). Una vez que se ha generado por enfriamiento la fase martensita, se puede deformar fácilmente y de una forma plástica, pero la transformación por calentamiento recupera la UNICA estructura de tipo austenita posible. Este efecto, a escala macroscópica se manifiesta en la recuperación de la forma inicial.
En un proceso típico de transformación con memoria de forma, la pieza se enfría desde el estado de austenita para transformarla en martensita. En esta fase el material es maleable y se deforma fácilmente, cambiando de forma. Un calentamiento a una temperatura superior a la de transformación devuelve el objeto a su forma original.
Aplicaciones
Las aplicaciones de las AMF que se han desarrollado hasta el presente se derivan de sus dos propiedades fundamentales, a saber: la superelasticidad y la recuperación de la forma por calentamiento.
Por sus propiedades, de material superelástico, se han desarrollado dispositivos de aplicación en medicina, como cilindros-mallas autoexpansibles para mantener permeabilidad de vasos sanguíneos (Estent (dispositivo)), o dispositivos para oclusión de defectos cardiacos. También se emplean en elementos que deben recuperar su forma original después de una severa deformación, como monturas de gafas para niños o antenas de teléfonos móviles (ya en desuso) . La recuperación de la forma original puede emplearse para la generación de movimiento o para la fabricación de acoplamientos en conducciones espaciales (conducciones en la industria aeronáutica o conducciones submarinas).
El proceso para generar uniones es simple y muy fiable. Consiste en fabricar un tubo con un diámetro interior un 3% menor que el diámetro del tubo al que se ha de unir. Una vez frío, en estado martensítico, se ensancha hasta un 8%. Una vez colocados los tubos se calienta la unión por encima de la temperatura de transformación, produciéndose la contracción para recuperar su forma original, con lo que se produce una unión de los tubos muy hermética y resistente,sin necesidad de juntas ni acoplamientos mecánicos.
En aplicaciones como actuadores, se emplean en la actualidad en la fabricación de válvulas termostáticas para calefacción, que funcionan oponiendo dos muelles, uno de acero convencional, con una constante de elasticidad que se puede considerar constante con la temperatura y otro de AMF que a baja temperatura es fácilmente deformable y abrirá la válvula, mientras que cuando llegue a una cierta temperatura se transformará en austenita, recuperando la forma original y actuando en contra del muelle de acero, que cerrará la válvula.
Aplicaciones:
Sistemas de aproximación de huesos para reparar fracturas (Anson Medical, UK)
Materiales superelásticos (instrumentos médicos)
Termostatos y válvulas de control
Uniones en canalizaciones de submarinos y conducciones submarinas
Actuadores mecánicos
En Odontología tanto en Endodoncia los instrumentos permiten mayor control en conductos radiculares curvos, como en Ortodoncia los arcos que recuperan la forma de arcada al calentarse en la cavidad oral.
Dispositivo para curar cardiopatías congénitas.
Datos:Q5459028
Multimedia:Nickel titanium
Agosto 21, 2021
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El nitinol es una aleacion de niquel y titanio y es el ejemplo mas conocido de las llamadas aleaciones con memoria de forma Deformacion y recuperacion de forma Aunque los cientificos conocian algunas propiedades de este tipo de materiales desde 1945 citacion requerida las primeras aplicaciones practicas no comenzaron a desarrollarse hasta 30 anos mas tarde En los laboratorios de la marina de los EE UU William Beuhler descubrio una aleacion de niquel Ni y titanio Ti que presentaba estas propiedades en un programa de investigacion encaminado a la obtencion de una aleacion con alta resistencia a la corrosion El equipo de investigadores que lo descubrio bautizo el nuevo material con el nombre de NiTiNOL acronimo de Ni Ti Naval Ordnance Laboratory Se trata de una aleacion de niquel y titanio en proporciones casi equimolares y que tiene propiedades de memoria de forma espectaculares La memoria de forma se manifiesta cuando despues de una deformacion plastica el material recupera su forma tras un calentamiento suave El nombre de este material se ha convertido en sinonimo de este tipo de aleaciones al igual que el teflon lo es del politetrafluoroetileno Las aleaciones con memoria de forma deben sus propiedades a una transicion de fase entre una estructura de tipo austenita y una de tipo martensita Las transiciones de fase en los solidos pueden producirse por dos mecanismos muy diferentes El mas comun consiste en el desplazamiento de atomos de sus posiciones de equilibrio mediante un proceso conocido como difusion para adoptar una nueva estructura mas estable en las condiciones de presion y temperatura a las que se encuentra el material Este tipo de transiciones se produce generalmente de una forma lenta Las aleaciones con memoria de forma sufren tambien una transicion de fase que se produce mediante un movimiento cooperativo de un gran numero de atomos los cuales sufren desplazamientos muy pequenos de sus posiciones de equilibrio Puesto que no existe difusion de atomos esta transformacion es muy rapida puede alcanzar la velocidad del sonido Este tipo de transformacion recibe el nombre martensiticas debido a que se describieron en primer lugar para la transformacion del acero entre sus fases austenita ductil y maleable y martensita fragil y dura La martensita de baja temperatura es una fase menos simetrica que la austenita cubica de cara centrada Una vez que se ha generado por enfriamiento la fase martensita se puede deformar facilmente y de una forma plastica pero la transformacion por calentamiento recupera la UNICA estructura de tipo austenita posible Este efecto a escala macroscopica se manifiesta en la recuperacion de la forma inicial En un proceso tipico de transformacion con memoria de forma la pieza se enfria desde el estado de austenita para transformarla en martensita En esta fase el material es maleable y se deforma facilmente cambiando de forma Un calentamiento a una temperatura superior a la de transformacion devuelve el objeto a su forma original Aplicaciones EditarLas aplicaciones de las AMF que se han desarrollado hasta el presente se derivan de sus dos propiedades fundamentales a saber la superelasticidad y la recuperacion de la forma por calentamiento Por sus propiedades de material superelastico se han desarrollado dispositivos de aplicacion en medicina como cilindros mallas autoexpansibles para mantener permeabilidad de vasos sanguineos Estent dispositivo o dispositivos para oclusion de defectos cardiacos Tambien se emplean en elementos que deben recuperar su forma original despues de una severa deformacion como monturas de gafas para ninos o antenas de telefonos moviles ya en desuso La recuperacion de la forma original puede emplearse para la generacion de movimiento o para la fabricacion de acoplamientos en conducciones espaciales conducciones en la industria aeronautica o conducciones submarinas El proceso para generar uniones es simple y muy fiable Consiste en fabricar un tubo con un diametro interior un 3 menor que el diametro del tubo al que se ha de unir Una vez frio en estado martensitico se ensancha hasta un 8 Una vez colocados los tubos se calienta la union por encima de la temperatura de transformacion produciendose la contraccion para recuperar su forma original con lo que se produce una union de los tubos muy hermetica y resistente sin necesidad de juntas ni acoplamientos mecanicos En aplicaciones como actuadores se emplean en la actualidad en la fabricacion de valvulas termostaticas para calefaccion que funcionan oponiendo dos muelles uno de acero convencional con una constante de elasticidad que se puede considerar constante con la temperatura y otro de AMF que a baja temperatura es facilmente deformable y abrira la valvula mientras que cuando llegue a una cierta temperatura se transformara en austenita recuperando la forma original y actuando en contra del muelle de acero que cerrara la valvula Aplicaciones Sistemas de aproximacion de huesos para reparar fracturas Anson Medical UK Materiales superelasticos instrumentos medicos Termostatos y valvulas de control Uniones en canalizaciones de submarinos y conducciones submarinas Actuadores mecanicos En Odontologia tanto en Endodoncia los instrumentos permiten mayor control en conductos radiculares curvos como en Ortodoncia los arcos que recuperan la forma de arcada al calentarse en la cavidad oral Dispositivo para curar cardiopatias congenitas Datos Q5459028 Multimedia Nickel titaniumObtenido de https es wikipedia org w index php title Nitinol amp oldid 133218024, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,
